KR100428908B1 - 통신 방법 및 통신 장치 - Google Patents

Abstract

고속 모드 시의 가상 마스터로서 동작하는 특정한 통신 장치가 슬레이브로서 동작하는 모든 통신 장치와 1 : 1의 트레이닝을 행함으로써, 데이터 통신에 사용 가능한 모든 캐리어와, 각 캐리어에 할당 가능한 비트 수를 결정하는 전송 레이트 결정 단계와, 개개의 트레이닝에 의해 얻어진 결과로부터 맵핑 정보로서, 각 통신 장치 사이에서 사용 가능한 공통의 캐리어와, 각 캐리어에 할당 가능한 공통의 비트 수를 결정하는 맵핑 정보 결정 단계와, 상기 맵핑 정보를 모든 통신 장치에 동시 통보하는 동시 통보 단계를 포함하는, 내노이즈성의 향상, 전송 레이트의 고속화, 및 전송로 상황이나 통신 상대에 따른 통신 모드의 변경을 가능하게 하고, 또한 N : N의 고속 통신을 용이하게 실현 가능한 통신 방법이다.

Description

통신 방법 및 통신 장치{COMMUNICATION METHOD AND COMMUNICATION DEVICE}

이하, 종래의 통신 방법에 대하여 설명한다. 최근, 비용 삭감이나 기존의 설비를 유효하게 이용하기 위해 새로운 통신선을 증설하지 않고, 기존의 전력선을 이용하여 통신을 행하는 「전력선 모뎀」이 주목받고 있다. 이 전력선 모뎀에서는 전력선에 의해 접속되어 있는 가정 내외, 빌딩, 공장, 및 점포 등의 전기 제품을 네트워크화함으로써 그 제품의 제어나 데이터 통신 등의 여러 처리를 행한다.

현재, 이러한 전력선 모뎀으로는 SS (Spread Spectrum) 방식을 이용할 수 있다. 예를 들면, 전력선 모뎀으로서 SS 방식을 이용한 경우 송신측에서는 소정의정보를 변조 후 또한 「확산 부호」를 이용하여 확산 변조를 행함으로써, 신호의 대역을 수십∼수천배로 넓혀 송신한다. 한편, 수신측에서는 송신측과 동일한 확산 부호를 이용하여 확산 복조(역확산)를 행하고, 그 후 정보의 복조를 행한다.

그러나, 상기 SS 방식을 이용한 종래의 통신 장치에서는 예를 들면 제공된 대역을 모두 차지하는 스펙트럼을 송출하기 위해 다른 통신 방식과의 공존이 어려운 것, 사용 대역에 대한 전송 레이트가 낮은 것, 등의 문제가 있었다. 또, 상기 전력선 모뎀과 같은 데이터 통신을 주된 목적으로 하지 않은 기존의 전력선을 데이터 통신용으로 이용하는 경우에는, 급전을 목적으로 접속되어 있는 여러 기기가 노이즈원이 되기 때문에, 그에 대한 대책도 필요해진다는 문제가 있었다.

또한, SS 방식을 이용한 종래의 통신 장치에서는 전파의 상태에 따라 송신에 사용하는 주파수를 전환하는 경우, 주파수를 전환하려는 통신 장치와 그 통신 상대가 되는 통신 장치 사이에서 동조시키기 위한 순서가 필요해진다. 그리고, 이 순서를 상호 실행함에 따라 다른 주파수에의 동조가 가능해진다. 그러나, 이러한 경우 1 : 1 또는 1 : N(2 이상의 정수)의 통신, 예를 들면 기지국과 복수(또는 단일)의 이동국과의 통신이면, 기지국의 제어로 각 이동국을 동조시키는 것이 가능하지만, N : N의 통신에서는 동조가 대단히 곤란해진다는 문제가 있었다.

본 발명은 상기를 감안하여 이루어진 것으로, 멀티 캐리어 변복조 방식을 이용함으로써, 내노이즈성의 향상, 전송 레이트의 고속화(고속 모드), 및 전송로 상황이나 통신 상대에 따른 통신 모드(고속 모드/저속 모드)의 변경을 가능하게 하고, 또한 N : N의 고속 통신을 용이하게 실현 가능한 통신 방법, 및 그 통신 방법을 실행 가능한 통신 장치를 제공하는 것을 목적으로 하고 있다.

<발명의 개시>

본 발명에 따른 통신 방법에서는 통신 방식으로서 멀티 캐리어 변복조 방식을 채용하고, 전송로의 상황이나 통신 상대에 따라 통신 속도를 고속 모드 또는 저속 모드로 적절하게 변경하는 것을 가능하게 하거나, 고속 모드 시의 가상 마스터로서 동작하는 특정한 통신 장치가, 슬레이브로서 동작하는 어느 한 통신 장치와 1 : 1의 트레이닝을 행함으로써, 전송 레이트에 관한 정보로서 데이터 통신에 사용 가능한 모든 캐리어와, 각 캐리어에 할당 가능한 비트 수를 결정하고, 이후 슬레이브로서 동작하는 다른 모든 통신 장치와 순서대로 트레이닝을 행함으로써, 개별로 상기 전송 레이트에 관한 정보를 결정하는 전송 레이트 결정 단계(후술된 실시예에서의 단계 S4∼S8에 상당)과, 상기 가상 마스터로서 동작하는 특정한 통신 장치가 개개의 트레이닝에 의해 얻어진 결과에 기초한 맵핑 정보로서, 각 통신 장치 사이에서 사용 가능한 공통의 캐리어와, 각 캐리어에 할당 가능한 공통의 비트 수를 결정하는 맵핑 정보 결정 단계(단계 S9에 상당)와, 상기 맵핑 정보를 모든 통신 장치에 동보하는 동보 단계(단계 S10에 상당)를 포함하고, 전송로에 접속된 모든 통신 장치가 상기 맵핑 정보에 기초하여 고속 모드로 동작하는 것을 특징으로 한다.

다음 발명에 따른 통신 방법으로는 고속 모드시, 슬레이브로서 동작하는 통신 장치사이의 데이터 통신으로 수신측의 통신 장치가 데이터를 수신할 수 없는 경우, 상기 가상 마스터로서 동작하는 특정한 통신 장치가, 그 데이터를 중계하고,상기 수신측의 통신 장치에 데이터를 송신하는 (단계 S31∼S34, 단계 S41, 단계 S42에 상당)것을 특징으로 한다.

다음 발명에 따른 통신 방법에서는 고속 모드시, 슬레이브로서 동작하는 통신 장치 사이의 데이터 통신으로 수신측의 통신 장치가 데이터를 수신할 수 없는 경우, 상기 가상 마스터로서 동작하는 특정한 통신 장치를 대신하여 송신측의 통신 장치가 가상 마스터가 되고, 신규로 마스터 장치로서 동작하는 통신 장치가 상기 각 단계를 실행 후 상기 수신할 수 없던 데이터를 재차 송신하는(단계 S51∼S55에 상당) 것을 특징으로 한다.

다음 발명에 따른 통신 장치에서는 통신 방식으로서 멀티 캐리어 변복조 방식을 채용하고, 전송로의 상황이나 통신 상대에 따라 통신 속도를 고속 모드 또는 저속 모드로 적절하게 변경하는 것을 가능하게 하고, 고속 모드 시의 가상 마스터로서 동작하는 경우, 슬레이브로서 동작하는 통신 장치와 1 : 1의 트레이닝을 행함으로써, 전송 레이트에 관한 정보로서 데이터 통신에 사용 가능한 모든 캐리어와, 각 캐리어에 할당 가능한 비트 수를 결정하고, 이후 슬레이브로서 동작하는 다른 모든 통신 장치와 순서대로 트레이닝을 행함으로써, 개별적으로 상기 전송 레이트에 관한 정보를 결정하거나 개개의 트레이닝에 의해 얻어진 결과로부터 맵핑 정보로서, 각 통신 장치 사이에서 사용 가능한 공통의 캐리어와, 각 캐리어에 할당 가능한 공통의 비트 수를 결정하고, 그 후 상기 맵핑 정보를 모든 통신 장치에 동보하는 것을 특징으로 한다.

다음 발명에 따른 통신 장치에서는 고속 모드시, 슬레이브로서 동작하는 통신 장치 사이의 데이터 통신으로 수신측의 통신 장치가 데이터를 수신할 수 없는 경우, 그 데이터를 중계하고, 상기 수신측의 통신 장치에 데이터를 송신하는 것을 특징으로 한다.

다음 발명에 따른 통신 장치에서는 고속 모드시, 슬레이브로서 동작하는 통신 장치 사이의 데이터 통신으로, 수신측의 통신 장치가 데이터를 수신할 수 없는 경우, 송신측의 통신 장치가 가상 마스터가 되고, 신규로 마스터 장치로서 동작하는 통신 장치가 상기 각 단계를 실행 후 상기 수신할 수 없는 데이터를 재차 송신하는 것을 특징으로 한다.

본 발명은 멀티 캐리어 변복조 방식을 채용하는 통신 장치 및 통신 방법에 관한 것으로, 특히 DMT(Discrete Multi Tone) 변복조 방식이나 OFDM(Orthogonal Frequency Division Multiplex) 변복조 방식 등에 의해 기존의 전력선을 이용한 데이터 통신을 실현 가능하게 하는 통신 방법, 및 그 통신 방법을 실현 가능한 통신 장치에 관한 것이다. 단, 본 발명은 DMT 변복조 방식에 의해 전력선 통신을 행하는 통신 장치뿐 아니라, 멀티 캐리어 변복조 방식 및 싱글 캐리어 변복조 방식에 따라 통상의 통신 회선을 통한 유선 통신 및 무선 통신을 행하는 모든 통신 장치에 적용 가능하다.

제1도는 본 발명에 따른 통신 장치의 구성을 나타내는 도면.

제2도는 프레이밍 처리로 생성되는 프레임의 구성과, 그 프레임에 있어서의 POC 필드의 구성을 나타내는 도면.

제3도는 톤 그룹의 정의를 나타내는 도면.

제4도는 톤 그룹 내의 톤 세트의 정의를 나타내는 도면.

제5도는 각 통신 모드에 있어서의 통신 방법을 나타내는 도면.

제6도는 실시예1의 통신 방법을 나타내는 플로우차트.

제7도는 실시예2의 통신 방법을 나타내는 플로우차트.

제8도는 실시예3의 통신 방법을 나타내는 플로우차트.

<발명을 실시하기 위한 최량의 형태>

이하에, 본 발명에 따른 통신 방법 및 통신 장치의 실시예를 도면에 기초하여 상세히 설명한다. 또, 이 실시예에 의해 본 발명이 한정되는 것은 아니다. 또한, 이후의 각 실시예에서는 기설의 전력선을 이용하여 데이터 통신을 행하는 「전력선 모뎀」을 구체예로서 설명하겠지만, 본 발명에 따른 통신 장치는 전력선 모뎀뿐 아니라, 멀티 캐리어 변복조 방식 및 싱글 캐리어 변복조 방식에 따라 통상의 통신 회선을 통한 유선 통신 및 무선 통신을 행하는 모든 통신 장치에 적용 가능하다.

본 발명에 따른 통신 장치는 SS 방식과 비교하여 내노이즈성이 높은, 고속화의 실현이 가능 등의 관점으로부터 멀티 캐리어 변복조 방식을 채용하고, 전송로의 상황이나 통신 상대에 따라 통신 모드(고속 모드/저속 모드)를 적절하게 변경 가능하게 하거나 복수의 통신 장치가 접속된 전송로 상에서 1 : 1, 1 : N, 및 N : N 에서의 고속 통신을 용이하게 실행 가능한 구성으로 하였다.

제1도는 본 발명에 따른 통신 장치의 구성을 나타내는 도면이다. 제1도에서, 참조 번호(1)는 프레이밍 회로이고, 참조 번호(2)는 1차 변조기이고, 참조 번호(3)는 톤 선택기이고, 참조 번호(4)는 역고속 푸리에 변환 회로(IFFT : Inverse Fast Fourier Transform)이고, 참조 번호(5)는 병렬/직렬 변환 회로(P/S)이고, 참조 번호(6)는 디지털/아날로그 변환 회로(D/A)이고, 참조 번호(7)는 전송로(전력선)이고, 참조 번호(8)는 결합 회로이고, 참조 번호(9)는 노이즈 측정기이고, 참조 번호(10)는 제어 회로이고, 참조 번호(11)는 디프레이밍 회로이고, 참조 번호(12)는 1차 복조기이고, 참조 번호(13)는 톤 선택기이고, 참조 번호(14)는 고속 푸리에변환 회로(FFT : Fast Fourier Transform)이고, 참조 번호(15)는 직렬/병렬 변환 회로(S/P)이고, 참조 번호(16)는 아날로그/디지털 변환 회로(A/D)이고, 참조 번호(17)는 캐리어 검출기이고, 참조 번호(18)는 더미 캐리어 생성기이다. 그리고, 프레이밍 회로(1), 1차 변조기(2), 톤 선택기(3), IFFT4, P/S5, D/A6으로 송신계를 구성하고, A/D16, S/P15, FFT14, 톤 선택기(13), 1차 복조기(12), 디프레이밍 회로(11)로 수신계를 구성한다.

여기서, 상기된 바와 같이 구성되는 통신 장치의 기본적인 동작을 설명한다. 우선, 송신계의 동작에 대해 설명한다. 예를 들면, 상기 통신 장치(전력선 모뎀)에 접속된 데이터 처리 장치(도시하지 않음)로부터 송신 데이터가 입력되면, 프레이밍 회로(1)에서는 후술된 제2도에 나타내는 프레이밍 처리를 행하고, 그 프레임을 1차 변조기(2)로 출력한다. 그리고, 1차 변조기(2)에서는 수취한 프레임을 제어 회로(10)로부터의 1차 변조/복조 방식 선택 정보에 의해 지시된, 예를 들면 DBPSK 또는 DQPSK 방식으로 변조하고, 멀티 캐리어 변조 방식의 각 톤에 동일 프레임을 부호화 후, 그 신호를 톤 선택기(3)로 출력한다. 또, 본 실시예에서는 저속 모드시 후술된 제3도에 도시된 바와 같이 5개의 톤(이후, 톤 세트라고 함), 예를 들면 톤 #32, #48, #64, #80, #96 모두에 동일 프레임을 부호화한다. 한편, 고속 모드 시에는 모든 톤에 각각 다른 프레임을 부호화한다. 단, 이후의 설명에서는 저속 모드 시의 동작에 대해 나타내지만, 고속 모드 시의 동작에 대해서도 동일한 순서로 처리 가능하다.

그 후, 톤 선택기(3)에서는 제어 회로(10)로부터의 정보에 기초하여 예를 들면 상기 톤 세트 중에서 톤 #48, #64, #80의 3개의 톤을 선택하여, IFFT4로 출력한다. 그리고, IFFT4에서는 수취한 3개의 톤 #48, #64, #80을 역 푸리에 변환함으로써, 주파수축 데이터를 시간축 데이터로 변환하여 P/S5로 출력한다.

P/S5에서는 IFFT4로부터 출력된 병렬 데이터를 직렬 데이터로 변환하거나, 그 직렬 데이터를 D/A6으로 출력하고, 마지막으로 D/A6에서는 그 직렬 데이터에 대해 디지털/아날로그 변환을 행하고, 그 아날로그 신호를 결합 회로(8) 및 전력선(7)을 통해 전력선(7)에 접속된 다른 통신 장치(도시하지 않음)로 송신한다.

그 결과, 전력선(7) 상에는 후술된 제4도에 도시된 바와 같이 주파수축 상에서 주파수 간격이 16톤인 3개의 톤에 실린, 동일한 멀티 캐리어 데이터가 출력되게 된다. 이에 따라, 이 데이터를 수신하는 측의 통신 장치에서는 노이즈가 있는 주파수 대역에 집중한 경우에서도 주파수 간격이 16톤인 3개의 동일 멀티 캐리어 데이터가 송신되기 때문에, 주파수 간격이 비어 있는 만큼 싱글 캐리어의 전력선 통신보다도 전력선 노이즈에 강한 데이터 통신이 가능해진다. 한편, 상기된 바와 같이 모든 톤에 각각 다른 프레임을 부호화한 경우에는 전송 레이트의 고속화를 실현하는 것이 가능해진다.

이어서, 수신계의 동작에 대해 설명한다. 또, 여기서는 설명의 편의상, 전송로(7)에 통신 장치가 1대밖에 접속되어 있지 않으므로, 제1도의 수신계의 구성을 이용하여 설명을 행한다. 우선, 상술된 바와 같이 송신계로부터 멀티 캐리어 데이터가 송신되면, 다른 통신 장치의 수신계에서는 송신계의 동작과는 반대 동작을 행하고, 데이터를 복조한다. 구체적으로 말하면, 우선 송신측의 통신 장치로부터 전송되어 온 3개의 멀티 캐리어 데이터를 수신하고, A/D16이 아날로그/디지털 변환을 행한다. 계속해서 캐리어 검출기(17)가 캐리어 감지 및 톤 검정에 의해 캐리어를 검출하고, 그 후 심볼 동기를 확립한다. 그리고, S/P15가 디지털 데이터로 변환된 직렬 데이터를 병렬 데이터로 변환하고, FFT14로 출력한다.

FFT14에서는 상기 병렬 데이터에 대해 푸리에 변환을 행함으로써, 시간축의 멀티 캐리어 데이터를 주파수축 상의 데이터로 변환하고, 그 주파수축 데이터를 톤 선택기(13) 및 노이즈 측정기(9)로 출력한다. 그 후, 톤 선택기(13)에서는 제어 회로(10)에 의해 지정된 3개의 톤, 예를 들면 톤 #48, #64, #80을 선택하고, 그것을 1차 복조기(12)로 출력하고, 1차 복조기(12)에서는 이들 3개의 톤, #48, #64, #80에 있어서의 동일 데이터를 제어 회로(10)로부터의 1차 변조/복조 방식 선택 정보에 의해 지정된 1차 변조 방식으로 복조한다.

마지막으로, 디프레이밍 회로(11)에서는 1차 복조된 데이터를 디프레이밍 처리함으로써 수신 데이터를 생성하고, 이 통신 장치에 접속된 기기(도시하지 않음)에 수신 데이터를 출력한다. 또, 디프레이밍 처리는 프레이밍 회로(1)에 의한 프레이밍 처리와는 반대 처리이고, 1차 복조된 데이터의 프레임으로부터 후술된 프리앰블(1), (2), 및 제어 코드를 분리하여 데이터 필드만을 합성하는 처리, 즉 수신 데이터를 원래의 송신 데이터의 형태로 재구성하는 처리를 말한다.

제2도는, 상기 프레이밍 회로(1)에 의한 프레이밍 처리로 생성되는 프레임의 구성과, 그 프레임에 있어서의 POC (Power Line Communication Overhead Control Field) 필드의 구성을 나타내는 도면이다. 제2도에 나타내는 프레임은 캐리어 검출용 신호의 영역인 프리앰블(1) 필드와, 심볼 동기용 신호의 영역인 프리앰블(2) 필드와, 미리 정해진 고정 코드의 영역인 동기 코드 필드와, 데이터 필드의 길이를 나타내는 신호의 영역인 Frame Type(FT) 필드와, 주택 식별용 코드의 영역인 House Code (HC) 필드와, 물리층에서 사용하는 제어 커맨드의 영역인 POC 필드와, FT, HC, POC에 대한 오류 정정 부호의 영역인 R-S 부호 필드와, 데이터 필드로 구성되고, 이 프레임이 프레이밍 회로(1)에서 생성되고, 상술된 처리로 변조 후 전송로(7)로 출력된다.

또한, 전송로 상의 프레임은 전송로에 접속된 모든 통신 장치에서 수취되고, 제어 회로(10)에서는 HC의 식별을 행한 후에 자가의 HC와 일치한 경우, 전송로 상에 송신되고 있는 데이터가 자기 앞으로 올 가능성이 있다고 판단하고, RS (리드 솔로몬) 부호를 이용하여 에러 체크/정정을 행하여 그 내용을 이해한다. 또한, 자가의 HC와 일치하지 않은 경우에는 동작을 행하지 않는다.

한편, POC는 통신의 속도(예를 들면, 저속 모드, 고속 모드 등)를 설정하는 2 비트의 통신 모드 필드와, 선택 가능한 변조 방식(예를 들면, DQPSK, DBPSK, DBPSK+시간 다이버시티 등)을 나타내는 2 비트의 변조 방식 필드와, 제어 커맨드(통상 동작, 변경 동작)를 나타내는 1 비트의 커맨드 필드와, 제어 커맨드의 기능을 나타내는 2 비트의 서브 커맨드와, 각 기능의 설정 정보(톤 그룹, 세트 포지션, 1차 변조 방식)을 나타내는 8 비트의 커맨드 독립 변수와, 1 비트의 확장 비트로 구성되는데, 예를 들면 톤의 이동, 1차 변조 방식의 변경, 및 통신 모드(저속 모드/고속 모드)의 변경 등의 처리를 행하기 위해 사용된다.

제3도는 제1도에 나타내는 통신 장치가 데이터 통신에 이용하는 톤 그룹의 정의를 나타내는 도면이다. 예를 들면, 전력선 통신을 행하는 전력선 모뎀에 있어서는, (a)와 같이 4.3125㎑ 간격의 80개(#17∼#96)의 톤을 상정하고, 16개 간격으로 선출한 5개의 조를 톤 그룹으로 하고, 또한 톤 #17∼톤#32를 기점으로 한 16조의 톤 그룹(톤 그룹 #0∼#15)을 (b)와 같이 정의한다.

또한, 제4도는 상기 그룹 내의 톤 세트의 정의를 나타내는 도면이다. 예를 들면, 임의의 톤 그룹을 구성하는 5개의 톤 중, 연속하는 3개의 톤의 조를 톤 세트로 정의한다. 즉, 각 톤 그룹 내의 저주파측의 연속하는 3개의 조로 이루어지는 톤 세트의 세트 포지션을 Low 포지션으로 하고, 고주파측의 연속하는 3개의 조로 이루어지는 톤 세트의 세트 포지션을 High 포지션으로 하고, 중앙의 톤 세트의 세트 포지션을 Middle 포지션으로 한다. 따라서, 저속 모드 시의 데이터 통신은 특정한 톤 그룹 내의 특정한 세트 포지션으로 지정되는 톤 세트를 사용하여 행해진다.

또한, 본 실시예에서의 통신 장치에서는 상기 기본적인 동작 외에 또한 상기 제2도에 나타내는 통신 모드(고속 모드/저속 모드)를 자유롭게 변경하는 기능을 구비하고 있다. 구체적으로 말하면, 예를 들면 저속 모드 및 고속 모드의 양방의 모드로 동작 가능한 통신 장치인 경우에는 통신 상대의 통신 모드에 따라 각 모드를 선택적으로 전환하여 동작하고, 또한 저속 모드로만 동작 가능한 통신 장치, 또는 고속 모드로만 동작 가능한 통신 장치인 경우에는, 통신 상대의 통신 모드에 관계없이 그 모드로만 동작한다.

이하, 상기된 바와 같은 사양이 다른 통신 장치가 네트워크 내에 공존하는 경우의 통신 장치사이의 통신 방법을 구체적으로 설명한다. 제5도는 각 통신 모드에서의 통신 방법을 나타내는 도면이다. 예를 들면, 저속 모드로 동작 가능한 통신 장치끼리 통신을 행하는 경우, 통신 장치의 송신계에서는 소정의 3개의 톤 세트(예를 들면, 톤#48, #64, #80)에 대해 동일한 데이터를 할당하고, 그 후 DQPSK 또는 DBPSK의 변조 방식을 이용하여 변조 처리를 행하거나, IFFT 처리를 행함으로써 주파수축 데이터를 시간 축 데이터로 변환한다.

즉, 저속 모드시 송신계에서는 제5도에 나타낸 바와 같이 상기 3개의 톤에 대해 각각 동일한 프레임을 할당하게 되고, 그 때 POC 내의 통신 모드에 「저속」을 설정하고, 또한 제2도에 나타내는 데이터 필드 내의 SA(Souse Address)에 「송신자의 ID」를, DA(Destination Address)에 「수신자의 ID」를 설정한다.

한편, 각 통신 장치의 수신계에서는 우선 송신 프레임의 HC를 확인하여 자가에 대해 송신된 프레임인지의 여부를 식별한다. 자가에 대한 프레임인 경우, 이어서 수신계에서는 POC 내의 통신 모드를 확인하고, 이 프레임의 데이터 필드가 동작 가능한 모드인 것을 확인한다. 여기서는 송신계가 저속 모드로 동작하기 때문에, 저속 모드로 동작 가능한 통신 장치만이 DA를 확인하고, 자신에 대한 프레임인 경우, 그 통신 장치의 수신계가 데이터 필드를 저속 모드로 수취한다.

이어서, 예를 들면 고속 모드로 동작 가능한 통신 장치끼리 통신을 행하는 경우, 통신 장치의 송신계에서는 프리앰블, 동기 코드, FT, HC, POC, 및 R-S를 소정의 3개의 톤 세트(예를 들면, 톤 #32, #48, #64)에 대해 각각 순서대로 소정 비트씩 할당, 또한 데이터 필드를 모든 톤(예를 들면, 톤#0∼톤#127)에 대해 각각 순서대로 소정 비트씩 할당한다. 그 후, 송신계에서는 DQPSK 또는 DBPSK의 변조 방식을 이용하여 변조 처리를 행하고, 또한 IFFT 처리를 행함으로써 주파수축 데이터를 시간축 데이터로 변환한다.

이와 같이, 고속 모드로써 동작 시, 송신계에서는 제5도에 나타낸 바와 같이 프리앰블로부터 R-S까지의 데이터를, 저속 모드시와 동일한 속도로 3개의 톤에 대해 각각 순서대로 할당하게 되며, 또한 데이터 필드의 데이터를 모든 톤에 대해 각각 순서대로 할당한다. 그 때, POC 내의 통신 모드에 「고속」을 설정하고, 또한 데이터 필드 내의 SA(Souse Address)에 「송신자의 ID」를, DA(Destination Address)에 「수신자의 ID」를 설정한다.

한편, 각 통신 장치의 수신계에서는 우선, 송신 프레임의 HC를 확인하여 자가에 대해 송신된 프레임인지의 여부를 식별한다. 자가에 대한 프레임인 경우, 이어서 수신계에서는 POC 내의 통신 모드를 확인하고, 이 프레임의 데이터 필드가 동작 가능한 모드인 것을 확인한다. 여기서는, 송신계가 고속 모드로 동작하기 때문에, 고속 모드로 동작 가능한 각 통신 장치만이 DA를 확인하고, 자신에 대한 프레임인 경우, 그 수신계가 데이터 필드를 고속 모드로 수취한다.

이와 같이, 본 실시예의 통신 장치에 따르면, 상기 2 종류의 통신 모드를 포함함으로써, 통신의 고속화를 도모할 수 있음과 함께, 또한 네트워크 내에서 저비용으로 실현할 수 있는 저속 모드로 동작 가능한 통신 장치와, 편리성이 높은 고속 모드로 동작 가능한 통신 장치와의 공존이 가능해진다.

이어서, 상기된 바와 같은 통신 모드를 구비하는 복수의 통신 장치가 전송로(7)에 접속된 시스템에 있어서, N : N의 통신을 행하는 경우의 동작에 대해 설명한다. 예를 들면, 복수의 통신 장치가 저속 모드로 N : N의 통신을 행하는 경우, 각 통신 장치에서는 디폴트톤 세트(DTS), 또는 액티브톤 세트(ATS)가 되는 3개의 톤에 있어서의 POC를 확인함으로써, 동작 모드, 1차 변조 방식, 및 설정 정보를 용이하게 알 수 있다. 그리고, 이들의 정보에 기초하여 각 톤에 특정 비트 수(고정)의 동일 데이터를 할당함에 따라, 용이하게 N : N의 통신을 행하는 것이 가능해진다. 즉, 모든 통신 장치가 자신 이외의 통신 장치와 용이하게 통신을 행할 수 있다.

또, ATS란 데이터 통신에 사용하는 특정한 톤 그룹(5개) 내의 특정한 톤 세트(3개)의 것을 말하며, 액티브톤이란 상기 액티브톤 세트를 구성하는 3개의 톤 중 임의의 1톤을 말한다. 또한, DTS(ATS=DTS의 경우도 있음)는 예를 들면 톤 #48, #64, #80으로 구성되는 고정의 톤 세트를 말하며, 디폴트톤은 상기 디폴트톤 세트를 구성하는 3개의 톤 중 임의의 1톤을 말한다.

한편, 복수의 통신 장치가 고속 모드로 N : N의 통신을 행하는 경우도, 각 통신 장치에서는 디폴트톤 세트(DTS), 또는 액티브톤 세트(ATS)가 되는 3개의 톤에 있어서의 POC를 확인함으로써, 동작 모드, 1차 변조 방식, 및 설정 정보를 용이하게 알 수 있다. 그러나, 고속 모드인 경우에는 제5도에 도시된 바와 같이, 전송로(7)의 상태에 따라 모든 톤에 다른 비트 수가 할당되기 때문에, 즉 각 톤이 받는 노이즈의 영향을 고려하여 비트 수가 할당되므로, 각 통신 장치 사이에서 트레이닝을 행하여 톤마다 맵핑을 행할 필요가 있다.

그래서, 이하에서는 N : N의 고속 통신에서의 맵핑 처리에 대해 설명한다. 제6도는 본 발명에 따른 통신 장치가 실행하는 실시예1의 통신 방법, 즉 트레이닝에 의해 각 통신 장치 사이에서 사용 가능한 공통의 톤, 및 그 톤에 사용 가능한 공통의 비트 수를 결정하는 처리(맵핑 처리)를 나타내는 플로우차트이다. 예를 들면, 전송로(7) 상에 접속된 어느 한 통신 장치의 전원을 켜면(단계 S1), 우선 이 통신 장치는 전송로(7)에 접속된 다른 통신 장치에 대하여 대답 요구를 DTS에 실어 송신한다(단계 S2). 즉, 이 요구로 다른 통신 장치에 대해 자신이 접속된 것을 인식시키는 것이다.

그리고, 이 통신 장치는 이 상태에서 어느 한 통신 장치로부터의 대답(ACK)을 기다린다(단계 S3). 이 때, 예를 들면 소정 시간 내에 다른 통신 장치로부터의 대답이 없으면(단계 S3, NO), 이 통신 장치는 전송로(7)에 접속된 모든 통신 장치의 가상 마스터가 되며(단계 S4), 그 후 다른 통신 장치로부터의 트레이닝 데이터의 수신을 대기한다(단계 S5).

그 결과, 예를 들면 트레이닝 데이터를 수신할 수 없는 경우(단계 S5, NO),이 가상 마스터가 된 통신 장치에서는 현재 전송로(7)에는 다른 통신 장치가 접속되지 않는다고 판단하고(단계 S6), 다른 통신 장치의 접속을 계속하여 기다린다(단계 S5). 한편, 복수(또는 단일)의 통신 장치가 접속된 상태에서 트레이닝 데이터를 수신한 경우(단계 S5, YES), 이 통신 장치에서는 데이터 송신원의 통신 장치와 1 : 1의 트레이닝을 행하고, 고속 모드 시의 데이터 통신에 사용 가능한 톤(데이터필드의 할당 가능한 톤)과, 각 톤에 사용 가능한 비트 수를 결정한다(단계 S7). 즉, 이 1 : 1의 통신에 있어서의 가장 고속의 전송 레이트를 결정한다.

이후, 가상 마스터가 된 통신 장치에서는 마찬가지로 하고, 또 다른 모든 통신 장치와의 트레이닝을 행하고(단계 S8, NO), 모든 통신 장치와의 트레이닝을 종료한 단계에서(단계 S8, YES), 모든 트레이닝 결과에 기초하여 맵핑 처리를 행한다(단계 S9). 즉, 개개의 트레이닝에 의해 얻어진 트레이닝 결과로부터 각 통신 장치 사이에서 사용 가능한 공통의 톤, 및 그 톤에 사용 가능한 공통의 비트 수를 결정하는 처리를 행한다.

구체적으로 말하면, 예를 들면 제1 슬레이브 장치와의 트레이닝 결과가 {톤 #1 : 0 비트, 톤 #2 : 8 비트, 톤 #3 : 9 비트, 톤 #4 : 10 비트…}이고, 제2 슬레이브 장치와의 트레이닝 결과가 {톤 #1 : 5 비트, 톤 #2 : 10 비트, 톤 #3 : 9 비트, 톤 #4 : 7 비트…}이고, 제3 슬레이브 장치와의 트레이닝 결과가 {톤 #1 : 8 비트, 톤 #2 : 10 비트, 톤 #3 : 6 비트, 톤 #4 : 8 비트…}인 경우, 가상 마스터 장치에서는 사용하는 공통 톤을 톤 #2, 톤 #3, 톤 #4…(톤 #1 이외)로 결정하고, 또한 각 톤 단위의 공통 비트 수를 각각 8 비트, 6 비트, 7 비트…(각각 가장 작은 값을 취함)로 결정한다.

마지막으로, 가상 마스터가 된 통신 장치에서는 상기된 바와 같이 결정한 맵핑 정보를 모든 통신 장치에 동시 통보하고(단계 S10), 트레이닝을 종료한다(단계 S11).

한편, 단계 S3의 처리에서 소정 시간 내에 다른 통신 장치로부터의 대답이있는 경우(단계 S3, NO), 이 통신 장치는 가상 마스터가 존재하는 것을 인식하여, 전송로(7)에 접속된 통신 장치 중에서 슬레이브로서 동작한다(단계 S21). 그리고, 슬레이브가 된 통신 장치는 가상 마스터에 대하여 트레이닝 데이터를 송신하고(단계 S22), 이 상태에서 최신 맵핑 정보의 도착을 기다린다(단계 S23, NO).

그 후, 슬레이브가 된 통신 장치에서는 가상 마스터로부터의 맵핑 정보를 수신하고(단계 S23, YES), 그 정보를 고속 모드에서의 공통의 전송 레이트로서 설정하고(단계 S24), 트레이닝을 종료한다(단계 S25).

이와 같이, 본 실시예에서는 멀티 캐리어 변복조 방식을 이용함으로써, 내노이즈성의 향상, 전송 레이트의 고속화(고속 모드), 및 전송로 상황이나 통신 상대에게 따른 통신 모드(고속 모드/저속 모드)의 변경을 가능하게 하며, 또한 전원을 투입한 단계에서 전송로(7)에 접속된 각 통신 장치를 가상 마스터나, 또는 슬레이브로서 동작시키며, 가상 마스터가 된 통신 장치의 제어로 사용 가능한 공통 톤 및 그 톤에 할당 가능한 공통 비트 수를 결정함으로써, 고속 모드에서의 N : N의 통신을 용이하게 실현 가능하게 한다.

본 실시예에서는 실시예1의 동작에서 슬레이브끼리의 고속 통신에서 에러가 발생하는 경우, 즉 송신측의 통신 장치로부터의 데이터를 수신측의 통신 장치에서 수신할 수 없는 경우의 동작에 대해 설명한다. 이것은, 슬레이브가 된 통신 장치끼리의 거리가 가상 마스터가 된 통신 장치와의 거리와 비교하여 대폭 긴 경우에 발생한다.

이러한 경우, 본 실시예에서는 이하에 나타내는 통신 방법으로 고속 모드에있어서의 통신을 계속한다. 제7도는 실시예2의 통신 방법을 나타내는 플로우차트이다. 예를 들면, 제1 슬레이브 장치가, 실시예1과 같이 가상 마스터 장치가 결정한 전송 레이트의 고속 모드로, 제2 슬레이브 장치에 대해 데이터 통신을 행하고(단계 S31), 그 결과 그 데이터를 제2 슬레이브 장치에서 수신할 수 없는 경우, 즉 제2 슬레이브 장치로부터의 응답이 없던 경우, 제1 슬레이브 장치는 가상 마스터 장치에 대해 제2 슬레이브 장치와의 통신이 NG인 것을 통지한다(단계 S32). 그리고, 이러한 경우에는 가상 마스터 장치가 리피터가 되어, 제1 슬레이브 장치로부터의 데이터를 제2 슬레이브 장치에 대해 송신한다(단계 S33, 단계 S34)(제7도(a) 참조).

또, 본 실시예에서는 상기된 통신 방법뿐 아니라, 예를 들면 가상 마스터 장치가 전송로(7)를 항상 감시해 두면, 슬레이브 장치끼리의 데이터 통신에 있어서의 OK/NG를 용이하게 인식하는 것이 가능해지므로, 제7도(b)에 도시된 바와 같이 상기 단계 S32 및 S33의 처리를 간략화하는 것이 가능해진다.

이와 같이, 본 실시예에서는 실시예1과 동일한 효과를 얻을 수 있음과 함께, 또한 고속 모드시, 슬레이브가 된 통신 장치 사이의 데이터 통신이 NG가 된 경우에서도 가상 마스터가 된 통신 장치가 리피터가 되는 것보다, 고속 모드에서의 데이터 통신을 계속하는 것이 가능해진다.

본 실시예에서는 실시예1의 동작에서 슬레이브끼리의 고속 통신으로 에러가 발생하는 경우, 즉 송신측의 통신 장치로부터의 데이터를 수신측의 통신 장치에서 수신할 수 없는 경우의 실시예2와는 다른 동작에 대해 설명한다. 이것은, 실시예2와 마찬가지로 슬레이브가 된 통신 장치끼리의 거리가 가상 마스터가 된 통신 장치와의 거리와 비교하여 대폭 긴 경우에 발생한다.

이러한 경우, 본 실시예에서는 이하에 나타내는 통신 방법으로 고속 모드에서의 통신을 계속한다. 제8도는 실시예3의 통신 방법을 나타내는 플로우차트이다. 예를 들면, 제1 슬레이브 장치가 실시예1과 같이 가상 마스터 장치가 결정한 전송 레이트의 고속 모드로, 제2 슬레이브 장치에 대해 데이터 통신을 행하고(단계 S51), 그 결과, 그 데이터를 제2 슬레이브 장치에서 수신할 수 없는 경우, 즉 제2 슬레이브 장치로부터의 응답이 없던 경우, 제1 슬레이브 장치는 가상 마스터 장치에 대해, 이어서 자신이 마스터가 되는 것을 통지하고(단계 S52), 그 후 가상 마스터 장치는 그 통지에 대한 응답으로서 가상 마스터를 양도하는 취지를 통지한다(단계 S53). 그리고, 신규로 가상 마스터가 된 통신 장치는 실시예1과 마찬가지로, 모든 슬레이브 장치와 재트레이닝을 행하고(단계 S54), 상술된 맵핑 처리를 행함으로써 최적의 전송 레이트를 결정하고, 그 맵핑 정보를 모든 슬레이브 장치에 대해 동시 통보한다(단계 S55). 이 상태에서 최초로 NG가 된 통신을 재차 실행한다.

이와 같이, 본 실시예에서는 실시예1과 동일한 효과를 얻을 수 있음과 함께 또한 고속 모드시, 슬레이브가 된 통신 장치사이의 데이터 통신이 NG가 된 경우에서도 가상 마스터가 되는 통신 장치를, NG가 된 통신에서의 송신원의 슬레이브 통신 장치로 변경함으로써, 고속 모드에서의 데이터 통신을 계속하는 것이 가능해진다. 또, NG가 발생했을 때의 상태(전송 레이트)를 포함하여 본 실시예에서의 통신 방법이 반복하여 실행되면, 최종적으로는 모든 통신 장치 사이에서 트레이닝이 실시되게 되며, 거리의 원근에 따라 NG가 발생하는 것이 없는 고속 통신이 가능해진다.

이상, 설명된 바와 같이 본 발명에 따르면, 멀티 캐리어 변복조 방식을 이용함으로써, 내노이즈성의 향상, 전송 레이트의 고속화(고속 모드), 및 전송로 상황이나 통신 상대에 따른 통신 모드(고속 모드/저속 모드)의 변경을 가능하게 하고, 또한 전원을 투입한 단계에서 전송로에 접속된 각 통신 장치를 가상 마스터나, 또는 슬레이브로서 동작시키고, 가상 마스터가 된 통신 장치의 제어로 사용 가능한 공통 톤, 및 그 톤에 할당 가능한 공통 비트 수를 결정함으로써, 고속 모드에서의 N : N의 통신을 용이하게 실현 가능한 통신 방법을 얻을 수 있다는 효과를 발휘한다.

다음 발명에 따르면, 고속 모드시, 슬레이브가 된 통신 장치사이의 데이터 통신이 에러가 된 경우에도 가상 마스터가 된 통신 장치가 그 데이터를 중계함으로써, 고속 모드에서의 데이터 통신을 계속하는 것이 가능한 통신 방법을 얻을 수 있다는 효과를 발휘한다.

다음 발명에 따르면, 고속 모드시 슬레이브가 된 통신 장치사이의 데이터 통신이 에러가 된 경우에도 가상 마스터가 되는 통신 장치를 에러가 된 통신에 있어서의 송신원의 슬레이브 통신 장치로 변경함으로써, 고속 모드에서의 데이터 통신을 계속하는 것이 가능한 통신 방법을 얻을 수 있다는 효과를 발휘한다.

다음 발명에 따르면, 멀티 캐리어 변복조 방식을 이용함으로써, 내노이즈성의 향상, 전송 레이트의 고속화(고속 모드), 및 전송로 상황이나 통신 상대에 따른통신 모드(고속 모드/저속 모드)의 변경을 가능하게 하거나, 전원을 투입한 단계에서 전송로에 접속된 각 통신 장치를 가상 마스터나, 또는 슬레이브로 하여 동작시켜 가상 마스터가 된 통신 장치의 제어로 사용 가능한 공통 톤, 및 그 톤에 할당 가능한 공통 비트 수를 결정함으로써, 고속 모드에서의 N : N의 통신을 용이하게 실현 가능한 통신 장치를 얻을 수 있다는 효과를 발휘한다.

다음 발명에 따르면, 고속 모드시, 슬레이브가 된 통신 장치사이의 데이터 통신이 에러가 된 경우에도 가상 마스터가 된 통신 장치가 그 데이터를 중계하는 것으로부터, 고속 모드에서의 데이터 통신을 계속할 수 있다는 효과를 발휘한다.

다음 발명에 따르면, 고속 모드시, 슬레이브가 된 통신 장치사이의 데이터 통신이 에러가 된 경우에도 가상 마스터가 되는 통신 장치를 에러가 된 통신에 있어서의 송신원의 슬레이브 통신 장치로 변경함으로써, 고속 모드에서의 데이터 통신을 계속할 수 있다는 효과를 발휘한다.

이상과 같이, 본 발명에 따른 통신 방법 및 통신 장치는 DMT (Discrete Multi Tone) 변복조 방식이나 OFDM(Orthogonal Frequency Division Multiplex) 변복조 방식 등에 의해 기존의 전력선을 이용한 데이터 통신을 실현하는데 적합하다. 또한 DMT 변복조 방식에 따라 전력선 통신을 행하는 통신 장치뿐 아니라, 멀티 캐리어 변복조 방식 및 싱글 캐리어 변복조 방식에 따라 통상의 통신 회선을 통한 유선 통신 및 무선 통신을 행하는 모든 통신 장치에도 적합한 것이다.

Claims (6)

1. 통신 방식으로서 멀티 캐리어 변복조 방식을 채용하고, 전송로의 상황이나 통신 상대에 따라 통신 속도를 고속 모드 또는 저속 모드로 적절하게 변경하는 통신 방법에 있어서,

   고속 모드 시의 가상 마스터로서 동작하는 특정한 통신 장치가 슬레이브로서 동작하는 임의의 통신 장치와 1 : 1의 트레이닝을 행함으로써, 전송 레이트에 관한 정보로서 데이터 통신에 사용 가능한 모든 캐리어와, 각 캐리어에 할당 가능한 비트 수를 결정하고, 이후 슬레이브로서 동작하는 다른 모든 통신 장치와 순서대로 트레이닝을 행함으로써 개별적으로 상기 전송 레이트에 관한 정보를 결정하는 전송 레이트 결정 단계와,

   상기 가상 마스터로서 동작하는 특정한 통신 장치가 개개의 트레이닝에 의해 얻어진 결과로부터, 맵핑 정보로서 각 통신 장치 사이에서 사용 가능한 공통의 캐리어와 각 캐리어에 할당 가능한 공통의 비트 수를 결정하는 맵핑 정보 결정 단계와,

   상기 맵핑 정보를 모든 통신 장치에 동보하는 동보(同報) 단계

   를 포함하고,

   전송로에 접속된 모든 통신 장치가 상기 맵핑 정보에 기초하여 고속 모드로 동작하는 것을 특징으로 하는 통신 방법.
2. 제1항에 있어서,

   고속 모드시 슬레이브로서 동작하는 통신 장치 사이의 데이터 통신에서 수신측의 통신 장치가 데이터를 수신할 수 없는 경우, 상기 가상 마스터로서 동작하는 특정한 통신 장치가 그 데이터를 중계하고, 상기 수신측의 통신 장치로 데이터를 송신하는 것을 특징으로 하는 통신 방법.
3. 삭제
4. 통신 방식으로서 멀티 캐리어 변복조 방식을 채용하며, 전송로의 상황이나 통신 상대에 따라 통신 속도를 고속 모드 또는 저속 모드로 적절하게 변경 가능한 통신 장치에 있어서,

   상기 통신 장치가 고속 모드 시의 가상 마스터로서 동작하는 경우, 슬레이브로서 동작하는 복수의 통신 장치와 순서대로 1 : 1의 트레이닝을 행함으로써, 전송 레이트에 관한 정보로서 데이터 통신에 사용 가능한 모든 캐리어와, 각 캐리어에 할당 가능한 비트 수를 결정하고, 개별적으로 상기 전송 레이트에 관한 정보를 결정하는 전송 레이트 결정 수단과,

   상기 전송 레이트 결정 수단에 의해 얻어진 개개의 트레이닝의 결과로부터, 맵핑 정보로서 각 통신 장치 사이에서 사용 가능한 공통의 캐리어와, 각 캐리어에 할당 가능한 공통의 비트 수를 결정하는 맵핑 정보 결정 수단과,

   상기 맵핑 정보 결정 수단으로부터의 상기 맵핑 정보를 모든 통신 장치에 동보하는 동보 수단

   을 포함하는 것을 특징으로 하는 통신 장치.
5. 삭제
6. 삭제